流体传动与控制课后作业答案

.1-1 什么是流体传动？除传动介质外，它由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？答：以流体为工作介质，在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自动控制的技术称为流体传动。动力元件将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。包括液压泵、空压机。执行元件将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。包括液压气动缸和液压气动马达。控制元件对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。包括压力阀、流量阀和方向阀等。辅助元件流体传动系统中的各种辅助装置。如油箱、过滤器、油雾器等。1-2 液压系统中的压力取决于什么？执行元件的运动速度取决于什么？液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的？答：液压系统中的压力取决于外负载的大小，与流量无关。执行元件的运动速度取决于流量q，与压力无关。液压传动是通过液体静压力实现传动的。1-3 用职能符号表示液压系统， 可以简单明了地表示液压系统结构组成及其功能， 且便于绘制1-4 优点：体积小，质量轻，结构紧凑； 工作较平稳；易于实现无极调速操作简单、安全、经济易实现过载保护设计、制造和使用较简便缺点：不能保证严格的传动比传动效率不高对温度较敏感 制造精度要求高故障不易排查2-3 液压油液的黏度有几种表示方法？它们各用什么符号表示?它们又各用什么单位？2答：（ 1）动力黏度（绝对黏度） ：用表示，国际单位为： pas（帕秒）；工程单位： p（泊）或 cp（厘泊）。;.（ 2）运动黏度：用 表示，法定单位为ms，工程制的单位为st（沲, cm2s）， cst（厘沲）。（ 3）相对黏度：中国、德国、前苏联等用恩氏黏度oe，美国采用赛氏黏度ssu，英国采用雷氏黏度r，单位均为秒。d2=q112-11 解： 由题意121 =4q/d 1=0.094m/s422又 q= 1d 22 =0.034m/s41111q = 1(d 2 -d 2 )4=3.86x10 4 m 3 /s=23.16l/minq= 1(d22=3.74 x10 4 m 3 /s=22.44 l/min22-d 2)242-13 解：设吸油管入口处截面为1-1 截面，泵入口处的截面为2-2 截面列 1-1、2-2 截面处的伯努利方程：2p1u112gh1p222u 22gh2p由u1 a 1 = u2 a 2a 1 a 2所以 u1 u2 ， u1 可忽略不计，且h w 忽略不计p10 ,u1q0, h10 ；16010 34mmu2d 24(6010 3 ) 256.59(min )0.943(s)reud v0.9430.34601031041664.122300该状态是层流状态，即1222ap2104 ( p) ,u20.943(m s), h2h s2pu20.5900(0.943) 2200.08( p)2代入伯努利方程：29002a(0.943) 2000210490029.8h s200.082104h s2900(0.943) 22200.082.15( m)9009.8液压泵的吸油高度h s 为 2.15m.2-14 解：当柱塞往下运动时，缸套中的油液可以看成是缝隙流动dh 3q=dhdp 0由题意 h=d =1mm12l22以柱塞为研究对象有ffff+p 0 a=f f +p1 ap = p1 - p 0 =a又f f=a du =dl vdyhp = 4f- 4ld 2hd而 q=a= 1d 2041d 2dh 3=p -dhdh 30=4f4l(-2)-dh412l212ldhd24h3 fvld 2 (3d6h4 dh 2 )40.00134040.32m/s3.1478.410 30.070.02 2(30.0260.0010.020.0012 )t=0.10.32=0.3125s3-1 要提高齿轮泵的压力须解决哪些关键问题？通常都采用哪些措施？ 答：要解决： 1、径向液压力不平衡2、轴向泄漏问题为了减小径向不平衡力的影响，通常可采取：1） 缩小压油腔尺寸的办法，压油腔的包角通常py2py3 时，可实现三级调压。7-2 如题 7-2 图所示，液压缸a 和 b 并联，要求液压缸a 先动作，速度可调，且当a 缸的活塞运动到终点后，液压缸b 才动作。试问图示回路能否实现要求的顺序动作？为什么？在不增加元件数量（允许改变顺序阀的控制方式）的情况下应如何改进？7-4 如题 7-4 图所示，一个液压系统，当液压缸固定时，活塞杆带动负载实现“快速进给工作进给快速退回原位停止油泵卸荷”五个工作循环。 试列出各电磁铁的动作顺序表。（“ +”表示电磁铁通电,“ -”表示电磁铁断电）工作循环电磁铁快进工进快退原位停止油泵卸荷1ya+-2ya-+-3ya+-+（ -）-4ya-+7-5 如题 7-5 图所示的进口节流调速系统中，液压缸大、 小腔面积各为a 1 =100cm 2 ，a 2 =50m axcm 2 ，负载 f=25kn 。（1） 若节流阀的压降在f max 时为 3mp a ，问液压泵的工作压力p p 和溢流阀的调整压力各为多少？（2） 若溢流阀按上述要求调好后，负载从f m ax =25 kn 降为 15 kn 时，液压泵工作压力和活塞的运动速度各有什么变化？f（1） p1 =a12510010310 4=2.5 mp ap p = p 1 +pt =2.5+3=5.5 mp a（2）液压泵工作压力降低，p p = p 1 +pt =1.5+3=4.5 mp a ，压力取决于负载！根据 vq1 a1cat a1( ppf )ma1节流阀 （ at ）的面积一定时， 随负载 （f）的， 速度（ v）。7-6 如题 7-6 图所示， 如变量泵的转速n=1000r/min ，排量 v=40ml/r ，泵的容积效率v =0.9 ，机械效率m =0.9 ，泵的工作压力p p =6 mp a ，进油路和回油路压力损失p进p回1a12vmp，液压缸大腔面积a=100 cm 2 ，小腔面积a=50 cm 2 ，液压缸的容积效率=0.98，机械效率m =0.95，试求：（1）液压泵电机驱动功率；（2） 活塞推力；（3） 液压缸输出功率；（4） 系统的效率。（1）vqq=qtvn=0.9q=vvn=0.9100040=36000ml/min=36l/minp 0 =pq=p p q=61063610/60= 3.6kw3p i =p0p03.6vm0.90.94.44kw（2） f= (a 1 p- a 2 p 0 )m =(100104510-506104110)60.95=42750n（3） p0缸=f=fq3a1v =4275036100101040.9860=2.5kw（4）p0缸总=2.5/4.44=56.3%pi7-7 改正如题7-7 图所示的进口节流调速回路中的错误，并简要分析出现错误的原因（压力继电器用来控制液压缸反向）。7-8 分别用电磁换向阀、行程阀、 顺序阀设计实现两缸顺序动作的回路，并分析比较其特点。这种回路调整行程方便，互锁，动作可靠。用电磁换向阀实现的顺序动作回路只需改变电气控制线路就可以组成多种动作顺序，可利用电气实现用行程阀实现的顺序动作回路这种控制方式工作可靠，但行程阀安装位置受到限制，改变动作顺序较困难。用顺序阀实现的顺序动作回路行程控制单一，改变动作顺序较困难7-9 如题 7-9 图所示，液压缸和固定，由活塞带动负载。试问：（1） 图示回路属于什么液压回路？说明回路的工作原理。（2） 各种液压阀类在液压回路中起什么作用？（3） 写出工作时各油路流动情况。（1） 此回路属于用调速阀的同步回路。压力油同时进入两液压缸的无杆腔，活塞上升。调速阀 4、 5 采用单向阀桥式整流油路，改变调速阀开口大小以调节流量，使两缸活塞同步运动。（2） 溢流阀：应作定压溢流阀用。电磁换向阀、单向阀：控制油液流动方向。单向阀桥式整流油路能保证活塞上下运动均能通过调速阀4 调速。调速阀：控制油液流量大小。（3） 换向阀中位时，泵卸荷。换向阀 1dt 通电， 进油： 油液从泵1换向阀左位单向阀 6调速阀 4单向阀9缸的无杆腔；油液从泵1换向阀左位单向阀 10调速阀 5单向阀 13缸的无杆腔。回油：、缸的有杆腔换向阀左位油箱。换向阀 2dt 通电， 进油： 油液从泵1换向阀右位、缸的有杆腔。 回油： 缸的无杆腔单向阀8调速阀4单向阀7换向阀右位油箱；缸的无杆腔单向阀 12调速阀 5单向阀 11换向阀右位油箱。第八章8-1 列出如题8-1 图所示的液压系统实现“快进工进挡铁停留快退停止”工作循环的电磁铁压力继电器动作顺序表，说明系统图中各元件的名称和作用，并分析该系统由哪些基本回路组成。动作1dt2dt3dtyj快进+-工进+-+-挡铁停留-+快退-+-+原位停止-各个元件名称和作用：变量泵（ 1）：提供流量可变的油液单向阀（ 2、 5、7）：单向导通电液换向阀 (3)：控制油路方向二位二通电磁阀（4）：作为油路开关换向调速阀（ 6）：控制流量，改变缸动作速度顺序阀（ 8）： 快进到工进的顺序控制 溢流阀（ 9）： 背压基本回路：换向回路、锁紧回路、卸荷回路、容积节流调速回路、速度换接回路、外控顺序阀控制的背压回路。8-2 、有一个液压系统，用液压缸a 来夹紧工件，液压缸b 带动刀架运动来进行切削加工， 试拟定满足下列要求的液压系统原理图。（1） 工件先夹紧，刀架再进刀，刀架退回以后，工件才能松夹；（2） 刀架能实现“快进工进快退原位停止”的循环；（3） 工件夹紧力可以调节，而且不会因为各动作循环负载的不同而改变；（4） 在装夹和测量工件尺寸时，要求液压泵卸荷。8-3 阅读如题8-3 图所示的液压系统，并根据题8-3 表所列的动作循环表中附注的说明填写电气元件动作循环表，并写出各个动作循环的油路连通情况。题 8-3 表电气元件动作循环表电磁铁动作定位夹紧1dt-2dt-3dt-4dt-5dt-6dt-yj-快进+-+-工作卸荷（低）-+-+-+快退+-+松开拔销-+-原位卸荷（低）-附注、两缸各自进行独立循环动作，互不约束。4dt 、6dt 中任何一个通电时，1dt 便通电；4dt 、6dt 均断电时， 1dt 才断电答： 图示状态为左侧两个缸的定位夹紧状态。定位：油液经减压阀过单向阀，经过二位二通电磁换向阀左位，到达左缸上腔，实现定位。夹紧：油液经减压阀过单向阀，经过二位二通电磁换向阀左位，经单向顺序阀到达右缸上腔，实现夹紧。快进：油液经 4dt 左位和 3dt 右位进入缸无杆腔，实现缸快进。快进：油液经 5dt 右位进入缸无杆腔，回油经 6dt 左位实现差动连接，实现快进。工进： 低压大流量泵经1d